JP5560506B2 - Endoscope - Google Patents
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Description
本発明は、内視鏡に関する。 The present invention relates to an endoscope.
従来の内視鏡では、例えば大腸内視鏡検査の場合、大腸管腔に凹凸が多いため、壁の影に隠れて病変を見落とす可能性がある。そのため、側方視野の確保が望まれていた。このような要望に対して、例えば、特許文献１には、側方視野を確保するためのドーナツ型ミラーを備え、内視鏡の先端に取り付けられるアタッチメントが記載されている。この特許文献１では、前方視野の画像表示領域の一部に直接側方視野の画像を表示している。
In a conventional endoscope, for example, in the case of colonoscopy, since there are many irregularities in the colon lumen, there is a possibility that the lesion may be overlooked by being hidden by the shadow of the wall. Therefore, it has been desired to secure a side view. In response to such a demand, for example,
しかしながら、特許文献１に記載のドーナツ型ミラーでは、前方視野と側方視野との間に死角が生じることが考えられる。また、特許文献１に記載の構成では、前方視野の画像表示領域の一部に側方視野の画像を表示しているため、結果として、前方視野が一部妨げられていた。
However, in the donut-shaped mirror described in
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、広範囲の視野を確保することが可能な内視鏡を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide an endoscope capable of ensuring a wide field of view.
上記課題を解決するため、本発明に係る内視鏡は、内視鏡の周囲に光を照射するための光源と、内視鏡の先端部に設けられる広角レンズと、先端部の側壁に設けられ、少なくとも側方からの外光を透過する透過部と、先端部の内部に設けられ、透過部から入射された外光を反射する双曲面または放物面の形状をとるミラーと、広角レンズ及びミラーを通った外光に基づいて形成される各被写体像を撮像できる撮像手段と、撮像手段によって撮像された各被写体像から、系外の画像情報を球体の表面に有する球面画像を形成する画像形成手段と、を備え、広角レンズの焦点と、ミラーの一方の焦点とが一致するよう広角レンズとミラーとが配置されることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, an endoscope according to the present invention is provided on a light source for irradiating light around an endoscope, a wide-angle lens provided at a distal end portion of the endoscope, and a side wall of the distal end portion. A transmissive part that transmits external light from at least the side, a mirror that is provided inside the tip part and takes the shape of a hyperboloid or paraboloid that reflects external light incident from the transmissive part, and a wide-angle lens A spherical image having image information outside the system on the surface of the sphere from the imaging means capable of imaging each subject image formed based on the external light passing through the mirror and the subject image captured by the imaging means And an image forming unit, wherein the wide-angle lens and the mirror are arranged so that the focal point of the wide-angle lens coincides with one of the focal points of the mirror.
このような内視鏡によれば、広角レンズにより直視方向の被写体像を取得すると共に、ミラーにより少なくとも側視方向の被写体像を取得することができる。また、広角レンズの視野にミラーが配置されないので、広角レンズによる被写体像にミラーが含まれることがなく、前方視野が妨げられることがない。この結果、死角を極力少なくして好適に前方視野及び側方視野を確保し、広範囲の視野を確保することができる。内視鏡において広範囲の視野を確保できると、側方観察が可能となり、病変、大腸ポリープの見落とし率が低下する。また、検査手技も容易となり、検査時間の短縮、被験者の苦痛の軽減にも寄与することができる。また、広角レンズの焦点と、ミラーの一方の焦点とが一致するよう配置されるため、広角レンズによる被写体像とミラーによる被写体像が共通の視点から得られ、単一の視点からの全天周の視野を取得することができ、高精度な球面画像を形成することが可能となる。 According to such an endoscope, a subject image in the direct viewing direction can be acquired by the wide-angle lens, and at least a subject image in the side viewing direction can be acquired by the mirror. In addition, since no mirror is arranged in the field of view of the wide-angle lens, the subject image by the wide-angle lens is not included in the mirror, and the front field of view is not hindered. As a result, the blind spot can be reduced as much as possible, and the front view and the side view can be suitably secured, and a wide range of views can be secured. If a wide field of view can be secured in an endoscope, lateral observation becomes possible, and the oversight rate of lesions and colon polyps decreases. In addition, the inspection procedure can be facilitated, and the inspection time can be shortened and the pain of the subject can be reduced. In addition, since the focal point of the wide-angle lens and the focal point of one of the mirrors are aligned, the subject image by the wide-angle lens and the subject image by the mirror can be obtained from a common viewpoint, and the entire sky from a single viewpoint can be obtained. Can be obtained, and a highly accurate spherical image can be formed.
また、撮像手段は、広角レンズによる被写体像を撮像できる第１の撮像手段と、ミラーによる被写体像を撮像できる第２の撮像手段と、を備え、画像形成手段は、第1の撮像手段により撮像された被写体像を、広角レンズ用投影式を用いて球面画像の座標へ変換し、第２の撮像手段により撮像された被写体像を、ミラー用投影式を用いて球面画像の座標へ変換して、球面画像を形成することが好適である。 The imaging unit includes a first imaging unit that can capture a subject image with a wide-angle lens, and a second imaging unit that can capture a subject image with a mirror. The image forming unit captures with the first imaging unit. The subject image thus obtained is converted into the coordinates of the spherical image using the projection formula for the wide-angle lens, and the subject image captured by the second imaging means is converted into the coordinates of the spherical image using the projection formula for the mirror. It is preferable to form a spherical image.
この構成により、広角レンズとミラーという異なる経路を経て撮像された２種類の被写体像を用いて、同一の球面画像を形成することが可能となる。 With this configuration, it is possible to form the same spherical image using two types of subject images captured through different paths of a wide-angle lens and a mirror.
また、撮像手段は、１つの撮像素子から構成されていることが好適である。これにより内視鏡の省スペース化を図ることができる。 Moreover, it is preferable that the image pickup means is composed of one image pickup device. Thereby, space saving of an endoscope can be achieved.
また、先端部が、内視鏡本体から着脱可能であることが好適である。これにより、既存の内視鏡を利用することが可能となり、利便性が向上する。 Further, it is preferable that the distal end portion is detachable from the endoscope main body. This makes it possible to use an existing endoscope and improves convenience.
本発明に係る内視鏡によれば、広範囲の視野を確保することが可能となる。 With the endoscope according to the present invention, a wide field of view can be secured.
以下、図を参照して本発明の好適な実施形態について説明する。なお、以下の説明においては、同一の要素には同一の符号を用いることとし重複する説明は省略する。また、図面の上方を「上」方向、下方を「下」方向とする。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same reference numerals are used for the same elements, and duplicate descriptions are omitted. Also, the upper side of the drawing is the “up” direction and the lower side is the “down” direction.
図１は、本実施形態に係る内視鏡１の概略図である。図１に示すとおり、内視鏡１は、その端面２に、被写体に光を照射する光源３と、水噴射用のノズル４と、鉗子口５と、画角が１８０度以上の魚眼レンズ（広角レンズ）６とを備える。また、端面２の裏側、魚眼レンズ６の下方には、内視鏡１の側方または後方の全周方向から入射する外光を内視鏡本体１１方向に反射する下方凸状のミラー（反射手段）７を備える。ミラー７の下端中央部には、魚眼レンズ６を通った外光を内視鏡本体１１方向に導くための孔７ａが設けられている。
FIG. 1 is a schematic diagram of an
内視鏡本体１１の端面１１ａには、魚眼レンズ６及びミラー７を通った外光に基づいて形成される各被写体像を撮像できる撮像素子（撮像手段）９が設けられている。魚眼レンズ６を通った外光は、ミラー７の孔７ａを経て、撮像素子９の中央部９ａに照射されるように構成される。
On the
また、内視鏡１の端面２近傍の側壁１０は透明材料で形成され、内視鏡１の側方からの外光を透過してミラー７に入射する透過部である。ミラー７で反射された外光は、撮像素子９の中央部９ａ周囲の周縁部９ｂに照射される。なお、魚眼レンズ６、ミラー７、透過部を備える側壁１０を含む、図１における内視鏡本体１１の端面１１ａより上方の部分を、内視鏡１の先端部８とする。
Further, the
撮像素子９では、魚眼レンズ６及びミラー７を通って照射される外光によって被写体像が形成され、この被写体像に基づく画像情報が画像形成手段１２に送信される。画像形成手段１２では、撮像素子９から送信された画像情報に基づいて画像処理を行う。
In the
特に本実施形態では、画像形成手段１２が、魚眼レンズ６を通った外光に基づいて形成される被写体像を、一の半球面画像に変換し、さらに、ミラー７を通った外光に基づいて形成される被写体像を、他の半球面画像に変換する。そして、これらの２つの半球面画像を合成して、内視鏡１の系外の全天周にわたる画像情報を球体の表面に有する球面画像を形成する。
In particular, in the present embodiment, the
ここで、本実施形態の内視鏡１で得るべき「球面画像」について説明する。本実施形態において球面画像とは、系外の全天周（周囲３６０度）に位置する各被写体の画像情報が球体の表面に投影されたものである。図２を参照してより具体的に説明する。
Here, the “spherical image” to be obtained by the
図２は、球面画像を説明する図である。図２に示すように、空間上に単位半径の仮想的球体１０１を考え、その中心Ｏを原点として互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を設定する。空間上の任意の点Ｐｉ（ｉは任意の整数）と球の中心Ｏとを結ぶ球体の表面１０２上の点をｍｉとする。点ｍｉと原点Ｏとを結ぶ直線のＺ軸からの仰角をθｉとし、Ｘ軸からの方位角をφｉとすると、点ｐｉの位置ベクトルは、次のように表される。
この点ｍｉは点Ｐｉが球体の表面へ投影された点に相当する。すなわち、点Ｐｉからの光が中心Ｏに向かって進んでいるときに球体１０１の表面１０２と交わる点がｍｉであり、点ｍｉは点Ｐｉからの光が担う画像を形成するために必要な情報（画像情報）を有している。したがって、球体１０１の表面１０２には、中心Ｏを視点としてときの周囲３６０度に位置する被写体を投影することができる。このように画像情報を有している球体１０１の表面１０２が球面画像に相当する。そして、このように被写体像を球面画像として表す、言い換えれば、被写体を球体の表面上に射影することを球面射影モデルとも称す。
This point mi corresponds to the point projected on the surface of the sphere. That is, the point where the light from the point Pi crosses the
この球面画像は、本実施形態では、上述のように画角１８０度を有する魚眼レンズ６と、この魚眼レンズ６の視野の反対側、すなわち魚眼レンズ６の死角となる位置に配置されるミラー７とを利用して周囲３６０度の半分ずつ撮影して得られる被写体像から形成される。また、本実施形態の内視鏡１は、このような球面画像を一度の撮影によって得ることができる。
In the present embodiment, the spherical image uses the
次に、図３を参照して、本実施形態の内視鏡１において球面画像生成に係る構成について詳細に説明する。図３は、本実施形態の内視鏡１において球面画像生成に係る構成を示す模式図である。内視鏡１は、上述のとおり魚眼レンズ６と、ミラー７と、撮像素子９と、画像形成手段１２とを含んで構成され、さらに、画像形成手段１２が、パラメータ格納部１３と、画像形成部（画像形成手段）１４とを含んで構成される。
Next, with reference to FIG. 3, a configuration related to spherical image generation in the
魚眼レンズ６は、ほぼ半球の視野をカバーすることができ、全天周のほぼ半分の領域に位置する被写体を像面に投影する。言い換えれば、図２の球体１０１の半球体の表面上の画像情報を像面（撮像素子９の中央部（第１の受光領域）９ａ）に投影する。魚眼レンズ６の射影方式は、等距離射影方式、正射影方式、立体射影方式、等立体角射影方式などがある。
The
ここで、射影方式による像面への投影について説明する。図４に示すように、空間での点Ｐからの光線が光軸となす角度をθ、画像平面（撮像素子９の中央部９ａ）にその投影点の光軸点ｃからの距離をｒとすると、魚眼レンズの射影方式により、θとｒは以下の関係が成り立つ。
ただし、ｆｅは魚眼レンズの焦点距離である。このような魚眼レンズの射影方式により，周りのシーンの画像平面に占める面積が変わり、解像度が変わる。一様な球面画像を生成する目標とすれば、等立体角射影方式のレンズを用いて良い。
Here, the projection onto the image plane by the projection method will be described. As shown in FIG. 4, the angle between the light beam from the point P in the space and the optical axis is θ, and the distance from the optical axis point c of the projection point to the image plane (the
Here, fe is the focal length of the fisheye lens. The fisheye lens projection method changes the area of the surrounding scene on the image plane and changes the resolution. As a target for generating a uniform spherical image, an equisolid angle projection type lens may be used.
なお、本実施形態において、魚眼レンズ６とは、必ずしも１つのレンズを意味するものではなく、画角ｗが１８０度以上になるように設計され魚眼レンズ特性を有するレンズ系をも含んでいる意味である。
In the present embodiment, the
ミラー７は、広く使われている全方位視覚センサの反射ミラーと同様の構成をとるものであり、双曲面または放物面の形状をとる。ミラー７の形状は、どのタイプを用いることが可能であるが、本実施形態では双曲面ミラーを用いる。
The
図５に示すようなO−ＸＹＺ直交座標系において（図５においてＹ軸は点OからＸ軸及びＺ軸と直角に図面奥方向に延在している）、双曲面は以下の式で表せる。
その２つの焦点の座標は、Ｆ(０，０，ｅ)とＦ’(０，０，−ｅ)となる（ただしｅ＝（ａ２＋ｂ２）＾（１／２））。ａ，ｂは、双曲面の形状を定義する係数パラメータである。
In the O-XYZ orthogonal coordinate system as shown in FIG. 5 (in FIG. 5, the Y axis extends from the point O at right angles to the X axis and the Z axis in the depth direction of the drawing), the hyperboloid can be expressed by the following equation: .
The coordinates of the two focal points are F (0,0, e) and F ′ (0,0, −e) (where e = (a 2 + b 2 ) ^ (1/2)). a and b are coefficient parameters that define the shape of the hyperboloid.
双曲面の性質により、図５に示すように、空間での点から片方の焦点Ｆに向かう光線がその表面の鏡面反射によりもう片方の焦点Ｆ´に向かう。焦点Ｆ´の下部に画像平面を置けば、双曲面ミラーで反射される周りのシーンの画像を得る。 Due to the nature of the hyperboloid, as shown in FIG. 5, a light beam traveling from a point in space to one focal point F is directed to the other focal point F ′ by specular reflection of the surface. If an image plane is placed below the focal point F ′, an image of the surrounding scene reflected by the hyperboloidal mirror is obtained.
なお、ミラー７は、魚眼レンズ６からの像を撮像素子９上の画像平面に降ろすため、下端中央部に孔が開けられている。
Note that the
魚眼レンズ６及びミラー７は、図６に示すように、魚眼レンズ６の焦点Ｏ（図４参照）と、ミラー７の焦点Ｆ（図５参照）とが一致し、魚眼レンズ６及びミラー７の結像の画像平面が同一となるように、配置されている。これにより、魚眼レンズ６による画像とミラー７による画像が共通の視点から得られることとなり、単一の視点からの全天周の視野、すなわち球面画像を獲得することができる。
As shown in FIG. 6, the
撮像素子９は、その撮像素子９が有しており複数の画素からなる受光面が、魚眼レンズ６の結像面（以下、単に「像面」ともいう）と、ミラー７の結像面とを含む平面上に位置するように配置されている。撮像素子９は、例えば、複数の画素が平面上に配置されたＣＣＤ（Charge Coupled Device）である。
The
図７は、撮像素子９の受光面の平面図である。受光面は、その中心から半径Ｒｆの円状の第１の受光領域（第１の撮像手段）９ａと、この第１の受光領域の向心方向外側に隣接する、受光面中心からの半径Ｒｈの範囲までのドーナツ状の第２の受光領域（第２の撮像手段）９ｂとを有している。図７中、破線は仮想的な線であって、受光面は１つである（すなわち、撮像素子９は１つである）。第１の受光領域９ａに魚眼レンズ６による被写体像が結像され、第２の受光領域９ｂにミラー７による被写体像が結像される。撮像素子９は、魚眼レンズ６及びミラー７に入射した被写体からの外光によって形成される被写体像を同時に取得する。つまり、図１または図２の上方のシーンが撮像素子９の中央に写り、側方及び下方のシーンが周辺寄りに写る全天周画像を得ることができる。
FIG. 7 is a plan view of the light receiving surface of the
ここで、魚眼レンズ６の結像半径Ｒｆとミラー７の結像半径Ｒｈとの比率Ｒｆ／Ｒｈと、ミラー７のパラメータとの間の関係について説明する。図６に示すように、魚眼レンズ６の焦点距離（ｆｅ）は（２ｅ＋ｆｈ）となる。魚眼レンズ６の画角はπ（１８０度）なので、その半球視野の結像半径Ｒｆは魚眼レンズ６の射影方式で決まる。たとえば、等距離射影方式の場合に、以下になる。
また、ミラー７を介した全方位画像の結像半径Ｒｈは、図６に示す関係より以下のように決まる。
よって、以下の式を得る。
このように、上式により、ミラー７の曲面に関するパラメータｅ、ｐ（＝ａ２／ｂ）、ｆｈを調整することで、Ｒｆ／Ｒｈを決めることができる。
Thus, Rf / Rh can be determined by adjusting the parameters e, p (= a 2 / b), and fh related to the curved surface of the
図２に戻り、撮像素子９上に結像され取得された被写体像は、受光面を構成する画素ごとに電気信号に変換されて画像形成手段１２に入力される。
Returning to FIG. 2, the subject image formed and acquired on the
画像形成手段１２は、ＣＰＵなどを備えたいわゆるコンピュータであり、撮像素子９で取得された被写体像から球面画像を形成する。画像形成手段１２は、パラメータ格納部１３と、画像形成部１４とを含んでいる。
The
パラメータ格納部１３は、内視鏡１の撮像系パラメータである魚眼レンズ６の像面の画像中心Ｏの位置座標、ミラー７の焦点Ｆ，Ｆ’の位置座標、魚眼レンズ６及びミラー７の焦点距離ｆｅ、ｆｈ、ミラー７の曲面に関するパラメータａ，ｂ、撮像素子９の第１の受光領域９ａの半径Ｒｆ、及び第２の受光領域９ｂの半径Ｒｈなどの情報を格納している。
The
画像形成部１４は、撮像手段によって撮像された、平面画像である魚眼レンズ６及びミラー７による各被写体像から、系外の画像情報を球体の表面に有する球面画像を形成する。具体的には、図８に示すように、仮想的な球面画像の中心を図６のＦにおき、魚眼レンズ６と反射ミラー７により結像される結像点ｐｅ，ｐｈを用いて、視点Ｆからの光線方向を算出し、単位球面画像座標ｍｅ，ｍｈを得て、結像点の画像情報（例えば輝度値）を単位球面画像座標にマッピングして、球面画像を形成する。
The
画像形成部１４は、撮像素子９の第１の受光領域９ａに結像された魚眼レンズ６による結像点ｐｅについては、魚眼レンズ用の変換式を用いて単位球面画像座標ｍｅに変換し、一方、撮像素子９の第２の受光領域９ｂに結像されたミラー７による結像点ｐｈについては、ミラー用の変換式を用いて単位球面画像座標ｍｈに変換する。以下、それぞれの変換処理について説明する。
The
まず、魚眼レンズによる結像点ｐｅの単位球面画像座標ｍｅへの変換処理について説明する。魚眼レンズ６による結像点ｐｅ（ｘ１，ｙ１）に対して、魚眼レンズの投影式を用いて、Ｆを中心とする単位球面画像座標ｍｅを計算する。例えば、等距離射影レンズに対して、その対応の単位球面画像座標ｍｅを算出する投影式は以下のようになる。
ここで、
であり、ｆｅは魚眼レンズ６の焦点距離を表す。なお、上記の式の導出については、例えば特開２００５―２４４８６１号公報などに記載されている。
First, the conversion process of the image point pe to the unit spherical image coordinates me by the fisheye lens will be described. For the image point pe (x1, y1) formed by the
here,
And fe represents the focal length of the fish-
次に、ミラーによる結像点ｐｈの単位球面画像座標ｍｈへの変換処理について説明する。ミラー７による結像点ｐｈ（ｘ２，ｙ２）に対しては、ミラー用の投影式を用いて、Ｆを中心とする単位球面画像座標ｍｈを計算する。
Next, the conversion process of the image forming point ph by the mirror to the unit spherical image coordinate mh will be described. For the image formation point ph (x2, y2) by the
図９に示すように、Ｆ´における座標系ＸｃＹｃＺ―Ｆ´を考える。画像平面へ入る光線のベクトルＦ´Ｍの単位ベクトルが以下に表せる。
ここで、
である。
ベクトルＦ´Ｍの長さは以下のように表せる。
ここで、
である。よって、ベクトルＦ´Ｍは次のようになる。
here,
It is.
The length of the vector F′M can be expressed as follows.
here,
It is. Therefore, the vector F′M is as follows.
また、カメラ座標系ＸｃＹｃＺ―Ｆ´において、Ｆ’Ｆ＝［0 0 ｅ］であり、ＦＭ＝Ｆ’Ｍ−Ｆ’ＦによりベクトルＦＭは以下のように表される。
このベクトルＦＭが， Ｆを原点とする球面画像座標系ＸｓＹｓＺ―Ｆにおける、シーン内での点Ｐｈからの光線ベクトルＦＰと共線であるので、ベクトルＦＰは次のように表すことができる。
そして、画像平面上の双曲面ミラー７による結像点Ｐｈに対応する単位球面画像座標ｍｈが、ＦＰの単位ベクトルとして求められる。すなわち双曲面ミラー７に対して、その対応の単位球面画像座標ｍｈを算出する投影式は以下のようになる。
ここで、
である。
Then, the unit spherical image coordinates mh corresponding to the image formation point Ph by the
here,
It is.
このように、魚眼レンズ６と反射ミラー７で結像される周辺のシーンを同一の焦点Ｆを中心とする球面画像ｍｅ，ｍｈにマッピングすることができる．
As described above, the surrounding scene formed by the
なお、本実施形態では、双曲面ミラーをミラー７として適用した場合について説明したが、放物線曲面（放物面）ミラーをミラー７として適用することも可能である。放物線曲面にも焦点Ｆがあり、その焦点Ｆと魚眼レンズの焦点Ｏとを重ねることにより、単一視点を実現することができる。そして、上述の双曲面ミラーの投影式と同様に、放物線曲面に関する従来技術（例えばK. Daniilidis,A. Makadia, T. Bulow, “Image processing incatadioptric planes: spatiotemporal derivatives and optical flow computation”, Proceedingsof Third Workshop onOmnidirectional Vision, pp.3-10, 2002）に基づき、放物線曲面ミラーの場合の投影式を導出することができ、この投影式を用いて放物線曲面ミラーによる結像から単位球面画像座標への変換処理を行うことができる。
In the present embodiment, the case where a hyperboloidal mirror is applied as the
以上説明したように、本実施形態に係る内視鏡１によれば、魚眼レンズ６により直視方向の被写体像を取得すると共に、ミラー７により側視方向の被写体像を取得することができる。また、魚眼レンズ６の視野にミラー７が配置されないので、魚眼レンズ６による被写体像にミラー７が含まれることがなく、前方視野が妨げられることがない。この結果、死角を極力少なくして好適に前方視野及び側方視野を確保し、広範囲の視野を確保することができる。内視鏡１において広範囲の視野を確保できると、側方観察が可能となり、病変、大腸ポリープの見落とし率が低下する。また、検査手技も容易となり、検査時間の短縮、被験者の苦痛の軽減にも寄与することができる。
As described above, according to the
また、魚眼レンズ６の焦点と、ミラー７の一方の焦点とが一致するよう配置されるため、魚眼レンズ６による被写体像とミラー７による被写体像が共通の視点から得られ、単一の視点からの全天周の視野を取得することができ、高精度な球面画像を形成することが可能となる。
Since the focus of the
また、撮像素子９は、魚眼レンズ６による被写体像を撮像できる第１の受光領域９ａと、ミラー７による被写体像を撮像できる第２の受光領域９ｂと、を備える。画像形成部１４は、第１の受光領域９ａにより撮像された被写体像を、魚眼レンズ用投影式（広角レンズ用投影式）を用いて球面画像の座標へ変換し、第２の受光領域９ｂにより撮像された被写体像を、ミラー用投影式を用いて球面画像の座標へ変換して、球面画像を形成する。この構成により、魚眼レンズ６とミラー７という異なる経路を経て撮像された２種類の被写体像を用いて、同一の球面画像を形成することが可能となる。
In addition, the
また、第１の受光領域９ａ及び第２の受光領域９ｂが１つの撮像素子９から構成されているため、内視鏡１の省スペース化を図ることができる。
In addition, since the first
以上、本発明に係る内視鏡について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではない。例えば、上記実施形態では、側壁１０は全周にわたり透明部材で形成され、内視鏡の側方または後方の全方向からの外光をミラー７に入射可能な構成としていたが、側壁１０の一部のみを透明材料で形成された透過部としてもよく、例えばそれぞれが画角９０度をとり、対角上に配置される２つの透過部を備えるよう構成してもよい。この場合、内視鏡の側方及び後方に透過部ではカバーできない死角が生じるが、内視鏡を９０度回転させることによって、死角となっていた部分を観察することができる。従来の直視と側視が同時できない内視鏡では、側視をおこなうために内視鏡の先端を極度に屈曲させて、傘の持ち手のようにＪの字にターンさせて観察していたが、腸管を破るなどの偶発症が危惧されていた。これに対し、内視鏡を捻り回転させるという安全な動作により内視鏡を９０度回転させるだけで、全天周の観察が可能となり、検査時間の短縮、早期大腸癌の見落としを減らすだけでなく、腸管穿孔などの検査による偶発症を防ぐことが可能となる。
As mentioned above, although the preferred embodiment was mentioned and demonstrated about the endoscope which concerns on this invention, this invention is not limited to the said embodiment. For example, in the above-described embodiment, the
また、内視鏡１の先端部が、内視鏡本体から着脱可能となるよう構成してもよい。このような構成により、既存の内視鏡を利用することが可能となり、利便性が向上する。
Moreover, you may comprise so that the front-end | tip part of the
また、ミラー７の代わりに、例えば先端部の内部をスパッタリング処理して反射膜を形成するなど他の反射手段を用いてもよく、内視鏡の側方から入射される外光を撮像素子９の第２の受光領域９ｂに照射できさえすればよい。
Further, instead of the
また、内視鏡周囲に光を照射する光源を前方の他に側方に設けてもよい。具体的には、例えば、内視鏡１の側壁１０の周方向に沿って複数のＬＥＤを連続的に配置することや、有機ＥＬを側壁１０の周方向全体に亘って配置することにより、内視鏡側方に光源を設けることができる。
Moreover, you may provide the light source which irradiates light around an endoscope in the side other than the front. Specifically, for example, by arranging a plurality of LEDs continuously along the circumferential direction of the
これまでの説明では、広角レンズを画角が１８０度以上の魚眼レンズとして説明したが、画角が例えば１２０度以上又は１４０度以上のレンズといった、大きな画角を有するいわゆる広角レンズであればよい。この場合、実施形態における魚眼レンズ用投影式は、使用する広角レンズに応じた広角レンズ用投影式を適宜用いればよい。 In the description so far, the wide-angle lens has been described as a fish-eye lens having an angle of view of 180 degrees or more. However, it may be a so-called wide-angle lens having a large angle of view, such as a lens having an angle of view of 120 degrees or more or 140 degrees or more. In this case, as the fish-eye lens projection type in the embodiment, a wide-angle lens projection type corresponding to the wide-angle lens to be used may be appropriately used.
１…内視鏡、３…光源、６…魚眼レンズ、７…ミラー、８…先端部、９…撮像素子（撮像手段）、９ａ…第1の受光領域（第１の撮像手段）、９ｂ…第２の受光領域（第２の撮像手段）、１０…側壁（透過部）、１２…画像形成手段、１３…パラメータ格納部、１４…画像形成部（画像形成手段）。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記内視鏡の周囲に光を照射するための光源と、
前記内視鏡の先端部に設けられる広角レンズと、
前記先端部の側壁に設けられ、少なくとも側方からの外光を透過する透過部と、
前記先端部の内部に設けられ、前記透過部から入射された外光を反射する双曲面または放物面の形状をとるミラーと、
前記広角レンズ及び前記ミラーを通った外光に基づいて形成される各被写体像を撮像できる撮像手段と、
前記撮像手段によって撮像された各被写体像から、前記先端部の外側の画像情報を仮想的な球体の表面に有する球面画像を形成する画像形成手段と、
を備え、
前記広角レンズの焦点と、前記ミラーの一方の焦点とが一致するよう前記広角レンズと前記ミラーとが配置されており、
前記撮像手段は、
前記広角レンズによる被写体像を撮像できる第１の撮像手段と、
前記ミラーによる被写体像を撮像できる第２の撮像手段と、
を備え、
前記画像形成手段は、前記第１の撮像手段により撮像された被写体像を、広角レンズ用投影式を用いて前記球面画像の座標へ変換し、前記第２の撮像手段により撮像された被写体像を、ミラー用投影式を用いて前記球面画像の座標へ変換して、前記球面画像を形成し、
前記球面画像の中心は、前記広角レンズの焦点と一致している、
ことを特徴とする内視鏡。 An endoscope,
A light source for irradiating light around the endoscope;
A wide-angle lens provided at the distal end of the endoscope;
A transmission part provided on the side wall of the tip part and transmitting at least external light from the side;
A mirror that is provided inside the tip and takes the shape of a hyperboloid or a paraboloid that reflects external light incident from the transmission part;
An imaging means capable of imaging each subject image formed based on outside light that has passed through the wide-angle lens and the mirror;
Image forming means for forming a spherical image having image information on the outside of the tip portion on the surface of a virtual sphere from each subject image picked up by the image pickup means;
With
The wide-angle lens and the mirror are arranged so that the focal point of the wide-angle lens and one focal point of the mirror coincide with each other;
The imaging means includes
First imaging means capable of imaging a subject image by the wide-angle lens;
Second imaging means capable of imaging a subject image by the mirror;
With
The image forming unit converts the subject image captured by the first imaging unit to the coordinates of the spherical image using a projection system for a wide-angle lens, and the subject image captured by the second imaging unit. , Using the projection method for mirrors to convert to the coordinates of the spherical image, to form the spherical image,
The center of the spherical image coincides with the focal point of the wide-angle lens,
An endoscope characterized by that.
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